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平邑甜茶精氨酸代谢及一氧化氮在根系生长发育与环境响应中的作用
中文名称: 平邑甜茶精氨酸代谢及一氧化氮在根系生长发育与环境响应中的作用
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论文编号: 3102272收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Arginine Metabolism and the Roles of NO in Root Development and Stress Response in Malus Hupehensis (Pamp) Rehd. Var Pinyiensis Jiang
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 果树学
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 一氧化氮 多胺 精氨酸代谢 精氨酸酶 一氧化氮合酶 精氨酸脱羧酶 平邑甜茶 根系
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论文简介:本文以当年及多年生平邑甜茶(Malus hupehensis(Pamp)Rehd.Var pinyiensisJiang)为试材,采用水培及土壤盆栽试验相结合的方式,研究了根系精氨酸代谢与一氧化氮(NO)和多胺产生的关系、NO的产生途径,以及NO对平邑甜茶根系生长发育和抗逆性的影响,结果如下: 1.应用Luminol-H<,2>O<,2>化学发光法测定植物NO含量和一氧化氮合酶(NOS)活性,通过添加L-精氨酸、NOS抑制剂、NO吸收剂、酶液煮沸杀酶等证明该方法是一种有效的测定植物NO含量和NOS活性的方法。 2.平邑甜茶幼树根内精氨酸含量显著高于茎和叶片;根内精氨酸含量以多年生根最高,叶片完全展开后其含量达到最高,后随地上部生长逐渐下降。平邑甜茶幼树不同器官NO含量及NO生成相关酶活性有很大差异。NO含量、NOS和NI-NOR活性根中最高,其次为嫩茎,叶片中最低。细根和嫩茎线粒体具有以NADH为电子供体还原亚硝酸盐生成NO的能力,而叶片线粒体不具备这种途径。多胺途径和NO途径的变化具有一致性,与组织内精氨酸含量呈正比例关系,且具有组织特异性差异,细根较叶片具有较高的精氨酸含量、精氨酸酶、ADC、ODC和NOS活性,腐胺、亚精胺、精胺以及NO水平细根均高于叶片,其中细根中白根又高于褐根,叶片中幼叶高于功能叶。这些结果显示平邑甜茶幼树根系精氨酸代谢比叶片更活跃。 3.精氨酸和精氨酸酶主要位于平邑甜茶幼苗子叶中,随幼苗生长缓慢下降;幼苗生长的第8~20d,NO含量和NOS活性茎中最高,在第11d均达到最高,与茎的快速生长相适应;叶居中,在第17d达到高峰,与叶片的快速生长有关;根中最低,在第8d达到最高,与侧根的发育有关;幼苗生长第5d的子叶中精氨酸、NO含量及两种酶活性均为最高,显示精氨酸代谢与平邑甜茶幼苗早期生长密切相关。 4.精氨酸代谢中,3 mmol/L L-精氨酸显著促进100mmol/L NaCl胁迫下的平邑甜茶幼苗根系NO的生成,而3mmol/L尿素显著抑制根系NO生成。1mmol/L精胺均抑制了正常生长和100mmol/LNaCl胁迫6h时平邑甜茶幼苗根系NO含量和NOS活性。 0.1mmol/L硝酸还原酶抑制剂NaN3、50mmol/L NOS抑制剂AG以及5mmol/L多胺合成抑制剂D-精氨酸处理12h均显著抑制了平邑甜茶离体根NO的生成量,而50mmol/L精氨酸酶抑制剂KF显著增强了根系NO的生成。 5.外源NO能够促进平邑甜茶幼苗根系发育,10μmol/LSNP促进新根伸长生长的效果最好,50μmol/L SNP促进新根生长点形成的效果最好。100 μmol/L IBA处理15~30 min可引起平邑甜茶幼苗根系NO含量增加,之后回落,48~96 h时再次显著升高,并且处理96 h时诱导侧根原基大量发生,蛋白激酶抑制剂可抑制此现象,说明NO是IBA诱导发根的关键信号分子,其产生依赖于蛋白激酶。 6.30%PEG-6000处理引起根系NO含量的瞬时升高(0.5h和1.5h),NO的迅速合成与根系线粒体以NADH为电子供体还原亚硝酸盐形成NO及胞质NOS活性升高有关。渗透胁迫下平邑甜茶幼苗根系ROS与NO的变化规律不同,ROS在胁迫的各个阶段均高于对照,特别是在胁迫进程的后期。 7.SNP预处理48h提高了平邑甜茶幼苗的抗盐能力,促进了0.35%NaCl胁迫下幼苗的生长。其中以100μmol/L SNP效果最好,其次为1000μmol/L SNP,10μmol/LSNP效果最差,但与对照相比仍显著促进了低盐胁迫下幼苗的生长。这与’NO预处理降低了植株对NaCl胁迫的冲击效应有关,表现为预处理期间根系NOS活性降低而叶片NOS活性升高,而NaCl胁迫12h时根系和叶片内源NO产生率及NOS活性大大降低。 8.外源NO(100 μmol/LSNP)单独处理降低了平邑甜茶离体叶片活性氧和丙二醛积累,提高SOD和CAT活性及脯氨酸含量,但对叶绿素含量及POD、APX活性影响不显著。100μmol/LSNP与30%PEG-6000共同处理延缓了PEG诱导的叶片衰老,提高了活性氧水平、脯氨酸积累和CAT、POD、APX活性,降低丙二醛积累,但对SOD活性影响不显著。
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